Добрый день, решил сделать краткий обзор на простое устройство для тестирования автомобильных радар-детекторов.
Одно время мне достался такой прибор:
с помощью которого можно оценить или продемонстрировать работоспособность многочисленных автомобильных радар детекторов. И подобные приборы к сожалению не очень распространены там, где продают или ремонтируют радар-детекторы.
После проверки его работоспособности, решил не удерживать себя от того, чтобы посмотреть что там внутри. А внутри там такое:
Раскручиваем:
На плате есть микроконтроллер - stm32:
Но самое интересное для меня - устройство модулей СВЧ-излучателей:
Снял верхние крышки корпусов модулей СВЧ излучателей (осцилляторов):
Слева расположен модуль, отвечающий за диапазоны "X" и "Ka":
а справа модуль, отвечающий за диапазон "K":
и разрисовал, как они управляются:
Несмотря на то, что диапазоны эти разные по частоте, заметных отличий в размерах компонентов, отвечающих за рабочую частоту не заметно. Схемотехника модулей похожа: один транзистор — ключ на питание, и один транзистор — СВЧ осциллятор. Разве что в левом модуле два осциллятора, а в правом один.
При нажатии на кнопки с заданным диапазоном, на соответствующий СВЧ осциллятор подаются периодические импульсы (для примера на один из осцилляторов):
На СВЧ-модулях нет элементов подстройки частоты, значит на заводе могут сразу делать как надо, а небольшие изменения в частоте осуществляют нанесением дополнительных капелек припоя на печатные элементы, отвечающие за работу (частоту) СВЧ осциллятора. И еще добавлю, такие забавные сектора на плате:
Это (если я не ошибаюсь) так называемые «Батерфляй» — аналог фильтрующего конденсатора, соединенного с землей, где длина катета — обычно четверть длины волны частоты, которую надо утилизировать.
Теперь более интересное, модули СВЧ выглядят идентичными не просто так, и в инструкции есть такие строки:
И если с первым диапазоном — это основная частота осциллятора диапазона «X». Для диапазона «Ka» — это третья гармоника соответствующего осциллятора. А вот с диапазоном «К» думаю вкралась опечатка, скорее всего исходная частота всё‑таки 12.075ГГц, и используется вторая гармоника осциллятора.
А вот так выглядят внутри, некоторые относительно современные приемные тракты радар‑детекторов:
а вот что под крышечкой:
По сути дела, в основном, схемотехника не отличается особо от стандартных супергетеродинных приемников, разве что детали помельче и получше. И схемотехника со своими правилами, я её касаться не буду, так как есть тут более квалифицированные специалисты, и они могут более грамотно пояснить.
Для понятия работы простого, и когда‑то популярного радар‑детектора, приведу разрисованную мной схему, где еще применялись детекторные диоды и диоды Гана. Так как фирменной документации у меня не было на радар‑детекторы, дальнейшее - плод моих фантазий, изложенных очень волюнтаристски и сжато:‑). Подобные диоды давно уже заменили транзисторами и специализированными микросхемами, но принцип в основном остался тем же.
Что из себя представляет металлическая конструкция с рупором на плате:
В ней, как видно, три основных компонента:
Смесительный диод — основной приемный компонент радар‑детектора.
Диод Гана — для облучения смесительного диода с частотой первого гетеродина.
Варакторный диод — для перестройки этого диода Гана по частоте.
Через входное отверстие рупора, на смесительный диод, приходит сигнал от радара для поиска нарушителей.
Диод Гана, расположенный как бы в отдельной «комнатке с окном», служит гетеродином‑облучателем для смесительного диода, расположенного в приемном рупоре. А так как частота диода Гана не стабильна (от многих факторов), и радар‑детектору надо осуществлять поиск в определенном диапазоне частот, то рядом с диодом Гана располагают диод‑варактор (полупроводниковый диод, реактивное сопротивление которого зависит от приложенного обратного напряжения). Подавая на этот диод‑варактор напряжение, обычно пилообразной формы — осуществляют изменение генерируемой диодом Гана частоты в определенных пределах. А на детекторном диоде происходит преобразование принимаемого сигнала и сигнала гетеродина в сигнал первой промежуточной частоты, которая составляет порядка сотен мегагерц (т. е. детекторный диод — он и первый смеситель). То есть частоту диода Гана выбирают так (и геометрию приемного модуля!), чтобы получить требуемую промежуточную частоту исходя из частоты принимаемого сигнала. Некоторые винты на корпусе приемного модуля служат для фиксации диодов, а другие для настройки и согласования работы этих диодов.
Плата под модулем, в центре расположен усилитель первой промежуточной частоты, а правее — второй смеситель и его гетеродин:
Как это выглядит на схеме (возможны неточности и ошибки):
Красным кругом выделен детекторный (смесительный) диод. Синим кругом выделен варакторный диод. Зеленым квадратом выделен диод Гана, он без всяких затей запитан от стабилизатора напряжения. А на варакторный диод, микроконтроллер радар‑детектора подает пилообразное напряжение, стараясь этим «сканированием» попадать в рабочие диапазоны приема.
На первой промежуточной частоте сложно добиться высокого усиления и селективности, хотя бы постараться уменьшить помеху от «зеркального» канала, и поэтому, используется еще вторая промежуточная частота. Соответственно в схеме есть еще один смеситель и гетеродин — выделено желтым цветом (второй гетеродин), переносящий сигнал еще ниже по частоте для основного усиления и детектирования. Так как с помощью варакторного диода, сканируем диапазон с запасом, то нет смысла следить особо за стабилизацией частоты второго гетеродина. После смесителя второй промежуточной частоты, основное усиление и детектирование производится на микросхеме для обычных радиоприемников (BA4111F), а далее сигнал с неё поступает для анализа на микроконтроллер. Более подробно про всякие приемники на Хабре много хороших статей, поиск работает...
Старался больше картинок, меньше букв:‑) Спасибо за внимание. (Чуть попозже, еще ошибки поправлю — пишите).
